構(gòu)筑半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)是改善界面電荷分離以及界面電荷傳輸，增強(qiáng)光催化的代表性策略。但是通常半導(dǎo)體材料之間的晶格失配（δ）顯著阻礙了界面電荷動(dòng)力學(xué)。
有鑒于此，新加坡國(guó)立大學(xué)林志群教授、蘇州科技大學(xué)楊鴻斌教授、胡俊蝶副教授等報(bào)道通過(guò)精心的設(shè)計(jì)晶格，構(gòu)筑了具有內(nèi)建電場(chǎng)效應(yīng)（BIEF）的共價(jià)異質(zhì)結(jié)界面，顯著改善光催化合成H2O2的性能。
本文要點(diǎn)
設(shè)計(jì)并且制備In2S3/CdS共價(jià)異質(zhì)界面，這種異質(zhì)結(jié)界面以In-S-Cd化學(xué)鍵為特征，具有非常低的晶格失配度（0.27 %），而且在In2S3向CdS產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)。這種異質(zhì)結(jié)能夠促進(jìn)電荷的快速分離和轉(zhuǎn)移，因此實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的光催化合成H2O2性能（2.09 mmol g-1 h-1），而且不必使用犧牲試劑或者氧氣鼓泡，在400 nm的表觀量子效率達(dá)到17.73 %。
（2）
DFT理論計(jì)算結(jié)果說(shuō)明這種Z-scheme異質(zhì)結(jié)界面促進(jìn)*O2吸附，有助于2e- ORR生成*OOH，而且具有更低的Gibbs自由能。這項(xiàng)研究展示了精確調(diào)節(jié)界面晶格和內(nèi)建電場(chǎng)（BIEF）對(duì)于增強(qiáng)光電、電催化、光電催化、傳感等領(lǐng)域的器件的重要作用。
參考文獻(xiàn)
Jundie Hu, Binrong Li, Xue Li, Tingyu Yang, Xiaogang Yang, Jiafu Qu, Yahui Cai, Hongbin Yang, Zhiqun Lin, Lattice Match-Enabled Covalent Heterointerfaces with Built-in Electric Field for Efficient Hydrogen Peroxide Photosynthesis, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412070
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412070
